日产新一代CVT无级变速箱解读

日产新一代C V T无级变速

箱解读

Prepared on 24 November 2020

2012年06月10日 05:00 来源：类型：原创编辑：

[汽车之家技术] 1886年，公司率先将一台采用橡胶带传送方式的变速箱搭载在旗下的车辆上，不过受制于当时的技术条件，对CVT高瞻远瞩式的期许并未如愿。一百多年后，CVT变速箱在先进的电控系统以及精密的制造工艺下变得愈发成熟。然而，放眼全球的汽车，似乎只有公司对CVT情有独钟，它为旗下众多自动挡车型搭载了CVT变速箱。那么，究竟是什么原因让日产对这项技术恋恋不舍，并且进行着矢志不渝的投入呢

首先，我要提到一个公司，它是来自日本的世界第三大变速器生产厂商——Jatco（加特可），作为曾经从日产变速器部门拆分出来的独立公司，现今它与日产有着紧密的技术，而这种关系就像ZF（采埃孚）之于，Aisin AW(爱信精机)之于。

目前，日产车型所搭载的CVT变速箱全部来自Jatco，其中很大一部分又来自Jatco位于的独资工厂（还有一部分采用日本原装进口）。至于CVT的真正的内涵与魅力，我们还要先从它的结构以及工作原理说起。

在AMT、AT、DCT（双离合）、CVT这几种主流的自动变速器中，CVT的结构相对最为特殊，但是其工作原理却也是最容易理解的。CVT变速箱最大的特点就是其变速的过程是无级的，相当于在变速器的最低档和最高档之间拥有无数个档位，这也注定了CVT变速的过程是最为平顺的。

传统的AT或者齿轮啮合式变速器，由于各档位都有固定的传动比，那么在这些固定的传动比之间跳跃时，即所谓的换挡，必然会导致转速的波动，这种波动必然会对车辆的燃油经济性产生影响，同时也不利于乘坐舒适性。虽然现今的AT或者DCT变速器已经将换挡冲击抑制得很好了，但是物理结构决定了相邻档位间永远存在着距离，这是无法改变的事实。

然而CVT变速箱没有明确的档位，换挡过程就是在最大变速比范围内线性的递增或递减。这样就可以使得发动机一直处在某一合理的转速点上，保持和的输出基本恒定，从而只通过CVT的动作，来提高车速。由于发动机的转速不会产生波动，就可以精确地控制发动机处在最佳的工况下。这种变速模式是有挡位的发动机无论如何也无法做到的，就算档位再多，也只能无限接近。况且档位的增加也意味着变速器成本以及体积、重量的增大。

作为内燃机用的变速器，日产很早就关注到CVT的无缝加速性能和优异的燃油经济性，自从1992年采用CVT以来，日产通过不断地完善CVT与发动机之间协调工作的控制，使CVT得以持续地进化。2009年，由日产主导研发的XTRONIC CVT问世，这台变速箱也是世界上首款加入副变速机构的CVT产品，那么，它究竟有何特别之处呢

●副变速机构的加入使CVT实现了小体积、大变速比

这台代号为JF015e的CVT已经搭载在日产的新和上，相比传统的CVT，它在从动轮与输出轴之间加入了副变速机构，即一套行星齿轮组。而这套行星齿轮组可以实现两个档位，同时配合原有的CVT变速机构，可以进一步扩大变速箱的变速比范围。

CVT的变速是依靠主动轮和从动轮直径的此消彼长来实现的，而轮直径的大小又决定了它的变速比范围，变速比越大，在与发动机进行匹配时，也就更加游刃有余，这就与AT变速箱档位数的道理一样。不过CVT更大的变速比也就意味着主、从动轮的直径要做得更大，从而导致其体积也要变大，这显然会限制它的适用范围。那么通过加入行星齿轮组，就可以进一步放大变速比，同时还可以适当的降低主、从动轮的尺寸和重量，从而实现CVT大变速比却小型化的设计初衷。

主、从动轮直径的减小，也就意味着它们可以安置在变速箱壳体更靠上的位置。布局的变化使工作轮和传动带可以在运转时免于接触并搅动变速箱，这类似于对油的搅动，从而减小了系统运行时的阻力。

●钢带夹紧力的调整

对于CVT来说，动力的传递就是依靠钢带与主、从动轮之间的静摩擦来实现的。由于钢带的长度是有限的，所以无论主、从动轮中的任意一个直径发生改变，另外一个轮也需要与之相适应的进行变化，否则就会发生钢带卡滞或者松弛的状况。通过电液系统对主、从动轮直径的调整，不仅关乎到传动比的变化，同时也影响到钢带的涨紧度。

通过精密的电子控制系统，可以单独对主动轮或者从动轮的直径进行微调，以保证钢带拥有合适的张紧度，这一点尤为重要。所以，在变速的过程中，控制系统不仅要使主、从动轮同步变化，同时还要保证钢带合适的张紧度，这的确对电液控制系统提出了很高的要求。

●钢带采用“推动”的方式传递动力

目前，车用CVT变速箱主要采用链条和钢带作为动力的传递者，这二者最大的不同就是，链条采用的是拉动的受力方式，这与自行车链条的原理十分相似，而钢带则使用推动的方式。

采用的是钢带传动，这套钢带由日产和BOSCH开发，它也是CVT上最核心的一个部件。其主要由推片和钢带组成，根据所传递的不同，钢带的数量也会不同，这些钢带将几百个推片串在一起，从而构成钢带。由于采用这种结构设计，所以要使用推动的方式来传递动力。如果只从钢带的角度去看，推动比拉动能传递更大的动力。

●为车型做技术储备

我们可以看到，以、为首的日系向市场推出的混合动力车型，匹配的都是CVT 变速箱，而CVT的特点恰恰与混合动力系统形成了一种高度的契合。日产通过对CVT技术的不断研发和改进，也是为日后推出的混合动力车型做好技术铺垫。

●油温过高的问题

在2010年，和因为CVT的故障被日产实施召回，具体故障是因为车辆长时间高负荷行驶状况下，会引起CVT的油温升高，从而进入保护模式，导致深踩油门，车速也无法提高等现象。

基于CVT的结构和工作原理，其所有的控制都是靠内部油压来完成的，因此变速箱的油温就尤为重要。针对此问题，新一代的CVT通过减小内部的摩擦以及对电子控制系统的升级和改进，彻底解决了此问题，而对于上一代CVT产品，则还只是通过控制程序的升级来加以解决。

全文总结：

从理论上来说，CVT变速器有着近乎完美的变速效果，但在实际中，CVT还是存在着一些暂时无法突破的问题。不过凭借着体积小、变速范围大，特别是成本更低的优势，其可以广泛应用在普通家用车上，做到更出色的平顺性和燃油经济性。相信随着科技的不断进步，CVT所能承受的扭矩以及适用范围也会愈来愈广阔。（文/ 冯景毅）